高分辨率星载SAR在高原山地烟草产量估测中的应用研究

摘要

从贵州高原山地烟草种植现状出发，以 SAR技术为手段，结合地理信息系统和全球定位系统等其他现代信息技术，实现现代烟草种植信息收集、定量分析和建立烟草鲜叶片产量模型。通过遥感手段能够快速地收集农业资源生产的信息，光学遥感广泛应用于作物理化参数反演中。由于贵州高原山地处在亚热带季风气候区，常年多云雨，光学遥感数据获取十分困难。另外，贵州山地多为喀斯特地貌，地表大面积裸露，地势起伏崎岖，地块零散破碎，使得烟田无法集中分布，烟田地形地貌复杂多样，烟草农业集约化生产难以达到，也给烟草生长监测以及烟叶估产方面带来了极大的不便与困难。SAR采用主动遥感方式，利用微波成像不受云雨限制，更适合多云雨山区的应用。对喀斯特山区的SAR影像进行多极化、多波段、多时相的分析研究，利用其特性将其应用于贵州高原山地现代烟草农业生产调查当中。有助于现代烟草农业生产监测，完成烟叶鲜重产量估测模型的建立，并对其关键技术进行研究。
　　遥感技术可以从宏观的角度掌握烟草的生长信息做出适当的规划和调整，以高分辨率星载 SAR为研究数据，通过滤波去噪、DEM地形校正、正射校正等SAR数据处理，提取星载SAR遥感影像亮度值。野外调查数据与卫星监测时间同步，将野外调查数据与 SAR数据结合起来分析烟草的生长状况和烟草叶片产量建立不同的烟草估产模型。烟草综合估产模型分析不同极化HH、VV的SAR亮度值与烟草叶面积指数（LAI）的相关性，构建线性回归模型反演烟草叶面积指数。叶面积指数是代表农作物生长的植物学参数也是非常重要的生长状况评价指标。烟草的产量为叶片，所以叶面积指数与烟草产量的状况有密切的关系。其次，对烟草种植环境的适宜性进行综合评价，对烟草生长适宜性评价的目的是为了针对烟草种植的环境情况鉴定其生态条件是否有利于烟草的顺利生长和优质烟叶的形成，对烟草产量的估测提供重要依据，计算烟草种植适宜性并作为估产模型中的一项参数来完善模型。通过理论模型和经验模型相结合的方法，结合烟草生长环境的适宜性、长势状况叶面积指数等参数建立出烟草的综合估产模型。烟草的遥感估产模型选用烟草不同生育期的SAR遥感影像，通过SAR遥感影像的处理和计算得出烟草不同生育期SAR亮度值，利用野外实地考察烟草数据，将烟草生长各个时期的不同极化方式 SAR亮度值与对应时期烟草鲜重产量建立线性回归关系的产量估测模型。通过所建立烟草估产模型计算出烟草产量的估测值与烟草实际产量值对比验证精度。
　　论文的主要贡献主要集中在以下三个方面：
　　（1)分析提取烟草叶片不同化方式的SAR影像亮度值与反映烟草生长状况的叶面积指数(LAI）进行反演，构建线性回归模型反演烟草叶面积指数。
　　（2）建立高原山地烟草种植适宜性评价体系，通过定量计算烟草适宜性指数，合理评价了研究区域内烟草种植适宜性所属范围。
　　（3）应用高分辨率星载SAR在高原山地进行烟草种植定量监测和估产是可行的，通过结合SAR技术建立不同方法的烟草估产模型，满足高原山区大面积快速估产需要，为贵州喀斯特山地烟草估产提供研究思路。

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1、绪论

1.1研究背景与意义

1.2 国内外研究现状与进展

1.3技术路线与研究内容

1.4解决的关键问题与研究方法

2、SAR技术的相关概念

2.1 主动式微波遥感

2.2 SAR基本概述

2.3 SAR系统参数特性

2.4 SAR的特点优势

3、SAR在估产中的定量监测与方法

3.1 SAR数据源选择

3.2 SAR技术在烟草估产中的定量监测

3.3 SAR技术在烟草估产中的方法

4、案例分析-以流长国家现代烟草农业基地单元为例

4.1 研究区概况

4.2基于SAR技术贵州高原山区烟草遥感估产模型建立

4.3基于SAR技术贵州高原山区烟草综合估产模型建立

4.4估产模型验证与优化选择

5、结论与展望

5.1结论

5.2 展望

参考文献

致谢

研究生期间发表论文、参与科研项目及获奖情况

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